Liqüefacció de sol
La licuación[1] (també cridada liqüefacció) de sol descriu el comportament de sols que, estant subjectes a l'acció d'una força externa (càrrega), en certes circumstàncies passen d'un estat sòlit a un estat líquit, o adquirixen la consistència d'un líquit pesat. És un tipo de corriment provocat per l'inestabilitat d'un talús. És un dels fenomens més dramàtics i destructius, i també pijor explicats, que poden ser induïts en depòsits per accions sísmiques.
És més provable que la licuación[2] ocórrega en sols granulados solts saturats o moderadament saturats en un drenage pobre, tals com a arenes sedimentados o arenes i graves que contenen vetes de sediment impermeables.[3]
Durant el procés en que actua la força exterior, per lo general una força cíclica sense drenage, com una càrrega sísmica, les arenes soltes tendixen a disminuir el seu volum, la qual cosa produïx un aument en la pressió d'aigua en els poros i per lo tant disminuïx la tensió de tall, originant una reducció de la tensió efectiva.
Els sols més susceptibles a la licuación són aquells formats per depòsits jóvens (produïts durant el Holoceno, depositats durant els últims 10 000 anys) d'arenes i sediment de tamanys de partícules similars, en capes de per lo manco un metro de gruixa i en un alt contingut d'aigua (saturades). Tals depòsits per lo general es presenten en llits de rius, plages, dunas, i àrees a on s'han acumulat arenes i sediment arrastrats pel vent i/o cursos d'aigua. Alguns eixemples de licuación són l'arena movediza, les argila movedizas i les corrents de turbidez i licuación induïdes per terremots.
Segons com siga la fracció de buit inicial, el material del sol pot respondre davant la càrrega be en un modo de ablandamiento induït per deformació o alternativament sofrir enduriment induït per deformació. En el cas de sols del tipo ablandamiento induït per deformació, tals com a arenes soltes, estos poden alcançar un punt de colapse, tant en forma monòtona o cíclica, si la tensió de cort estàtica és major que tensió de brot estacionaria del sol. En este cas ocorre licuación de fluix, en la qual el terreny es deforma en una tensió de cort constant de valor reduït. Si el terreny és del tipo enduriment induït per deformació, o siga arenes de densitat moderades a altes, en general no ocorrerà una licuación per fluix. No obstant, pot presentar-se un ablandamiento cíclico a causa de càrregues cíclicas sense drenage, com a càrregues sísmiques. La deformació durant càrregues cíclicas dependrà de la densitat del terreny, la magnitut i duració de la càrrega cíclica, i la magnitut d'inversió de la tensió de cort. Si ocorre una inversió de la tensió, la tensió de cort efectiva pot ser nula, en el cas de la qual pot ocórrer el fenomen de licuación cíclica. Si no ocorre inversió de les tensions, no és possible que la tensió efectiva siga nula, en el cas de la qual pot ocórrer el fenomen de movilitat cíclica.[4]
La resistència d'un sol sense cohesió front a la licuación dependrà de la densitat del terreny, les tensions de confinament, l'estructura del terreny (textura, antiguetat i cementación), la magnitut i duració de la càrrega cíclica, i de si ocorre inversió de la tensió de cort.[5]
La licuación dels sols és un procés observat en situacions en que la pressió de poros és tan elevada que l'agregat de partícules pert tota la resistència al brot i el terreny la seua capacitat soportante. Es produïxen en sols granulars com:
- Arenes limosas saturades
- Arenes molt fines redonejades (loess)
- Arenes netes
- Farcidures mineres
Per la gran cantitat d'aigua intersticial que presenten, les pressions intersticiales són tan elevades que un sisme, o una càrrega dinàmica, o l'elevació del nivell freàtic, poden aumentar-les, aplegant a anular les tensions efectives. Açò motiva que les tensions tangencials s'anulen, comportant-se el terreny com un «pseudolíquido».
Si ben els efectes de la licuación han segut compresos des de fa molt temps, els ingeniers i sismólogos han tingut un recordatori sobre la seua rellevància a partir dels terremots de 1964 ocorreguts en Niigata, Japó i Alaska. El fenomen també va jugar un paper molt important en la destrucció del Districte de la Marina en Sant Francisco durant el terremot de Loma Prieta ocorregut en 1989.
Anàlisis
[editar | editar còdic]Condició d'un sol per a que siga licuable
[editar | editar còdic]Seed and Idriss (1982) consideren que un sol pot licuar si:
- El percentage en pes de partícules <0,005 mm és menor al 15 %
- LL<35
- w/LL>0,9
A este criteri se li va conéixer com a criteri chinenc.
Càlcul
[editar | editar còdic]Els estudis de la licuación sísmica de Seed (1966) varen dur a postular les següents condicions:
- Si la pressió de poros induïda per l'acció dinàmica o cíclica del terremot alcança el valor de la pressió de confinament, el sol alcançarà l'estat de licuación inicial
- Si l'arena somesa a acció cíclica alcança el 20 % de deformació s'alcançarà la licuación total.
La susceptibilitat a la licuación de sols pot estimar-se per diferents métodos, encara que els més utilisats són els basats en els treballs desenrollats per Seed i Idriss[6] i Youd i Idriss.[7] Estos métodos establixen que el sol licua quan la tensió tangencial cíclica (CSR, cyclic shear stress ràtio, en anglés) produïda per un sisme és major que la resistència tangencial del sol (CRR, cyclic resistance ràtio, en anglés). El càlcul de CSR i CRR es definix en les normatives tècniques de cada país mostrant chicotetes adaptacions particulars a cada regió o cas d'aplicació.[8]
Estudie
[editar | editar còdic]El llimitat coneiximent relatiu a este fenomen es deu en gran part a dos factors:
- Dificultat en observar les seues característiques en condicions reals.
- Complexitat del fenomen, puix ademés de ser el resultat d'una acció sísmica de caràcter altament variable, induïx en el sol un comportament fortament no llineal i histerético, en forta degradació de les característiques mecàniques del sol de cada cicle determinada per la generació de pressions neutres en la mostra baix acció sísmica.
Un dels problemes fonamentals és el coneiximent rudimentari sobre els mecanismes de trencament i deformació associats al fenomen de la licuación, lo que llimita l'us d'ensajos elementals per a estudiar-ho.
- No existix una definició única per al fenomen de la licuación.
- Una definició general i qualitativa seria que es tracta d'un fenomen capaç de produir grans deformacions en el terreny i de les estructures en ell existents, associat a gran degradació de les característiques mecàniques dels sols granulars per la generació o migració de l'excés de pressió neutra resultant de l'acció cíclica produïda per sismes en condicions per lo manco parcialment no drenadas.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ «licuar | Diccionari de la llengua espanyola» (en és). «Diccionari de la llengua espanyola» - Edició del Tricentenario. Consultat el 4 de juliol de 2020.
- ↑ Jefferies, M. & Been, K. (Taylor & Francis, 2006), Soil Liquefaction. [1] archivat en Wayback Machine.
- ↑ Youd, T.L., and Idriss, I.M. (2001). "Liquefaction Resistance of Soils: Summary report from the 1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF Workshops on Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils", Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, 127(4), 297-313.
- ↑ Robertson, P.K., and Fear, C.E. (1995). "Liquefaction of sands and its evaluation.", Proceedings of the 1st International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering, Tòquio
- ↑ Robertson, P.K., and Wride, C.E. (1998). "Evaluating Cyclic Liquefaction Potential using the cone penetration test." Canadian Geotechnical Journal, Ottawa, 35(5), 442-459.
- ↑ Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division.97(9)
- 1249-1273.Consultat el 29 d'abril de 2019.
- ↑ Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering.127(4)
- 297-313.doi:10.1061/(ASCE)1090-0241(2001)127:4(297).Consultat el 29 d'abril de 2019.
- ↑ «7003-(9)Pastor». boletinsgm.igeolcu.unam.mx. Consultat el 29 d'abril de 2019.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Licuefacción de suelo» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.